红外线遥控原理

红外线遥控原理

1、红外遥控系统

通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作，如图1所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。图1

2、遥控发射器及其编码

遥控发射器专用芯片很多，根据编码格式可以分成脉冲宽度调制和脉冲相位调制两大类。

编码原理：日本NEC的UPD6121G

当发射器按键按下后，即有遥控码发出，所按的键不同遥控编码也不同。

这种遥控码具有以下特征：

1) 采用脉宽调制的串行码，以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组

合表示二进制的“0”；以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表

示二进制的“1”。图2

2) 上述“0”和“1”组成的42位二进制码经38kHz的载频进行二次调制以提高发射效率，

达到降低电源功耗的目的。然后再通过红外发射二极管（二极管HSR7021-2.3-21）产生红外线向空间发射图3

图3遥控型号编码波形图

3)UPD6121G产生的遥控编码是连续的32位二进制码组，其中前16位为用户识别码，

能区别不同的电器设备，防止不同机种遥控码互相干扰。该芯片的用户识别码固定

为十六进制01H；后16位为8位操作码（功能码）及其反码。UPD6121G最多额

128种不同组合的编码。

4)遥控器在按键按下后，周期性地发出同一种32位二进制码，周期约为108ms。一

组码本身的持续时间随它包含的二进制“0”和“1”的个数不同而不同，大约在45～63ms之间，图4。

图4遥控信号的周期性波形

5)当一个键按下超过36ms，振荡器使芯片激活，将发射一组108ms的编码脉冲,这

108ms发射代码由一个起始码（9ms）,一个结束码（4.5ms）,低8位地址码（9ms~18ms）,高8位地址码（9ms~18ms）,8位数据码（9ms~18ms）和这8位数据的反码（9ms~18ms）组成。如果键按下超过108ms仍未松开，接下来发射的代码（连发代码）将仅由起始码（9ms）和结束码（2.5ms）组成。

代码格式（以接收代码为准，接收代码与发射代码反向）

①位定义

②单发代码格式

③连发代码格式

{注：代码宽度算法：

16位地址码的最短宽度：1.12×16=18ms 16位地址码的最长宽度：2.24ms×16=36ms 易知8位数据代码及其8位反代码的宽度和不变：（1.12ms+2.24ms）×8=27ms

∴32位代码的宽度为（18ms+27ms）~(36ms+27ms)}

3、遥控信号接收

接收电路可以使用一种集红外线接收和放大于一体的一体化红外线接收器，不需要任何外接元件，就能完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的所有工作，而体积和普通的塑封三极管大小一样，它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。接收器对外只有3个引脚：Out、GND、Vcc与单片机接口非常方便，图5。

图 5 ① 脉冲信号输出接，直接接单片机的IO 口。② GND接系统的地线（0V）；③ Vcc接系统的电源正极（+5V）；

4、遥控信号的解码

1)解码的关键是如何识别“0”和“1”，从位的定义我们可以发现“0”、“1”均以0.56ms

的低电平开始，不同的是高电平的宽度不同，“0”为0.56ms,“1”为1.68ms,所以必须

根据高电平的宽度区别“0”和“1”。如果从0.56ms低电平过后，开始延时，0.56ms 以后，若读到的电平为低，说明该位为“0”，反之则为“1”，为了可靠起见，延时必须比0.56ms长些，但又不能超过1.12ms,否则如果该位为“0”，读到的已是下一位的高电平，因此取（1.12ms+0.56ms）/2=0.84ms最为可靠，一般取0.84ms左右均可。

2)根据码的格式，应该等待9ms的起始码和4.5ms的结果码完成后才能读码。